印刷電路板 (PCB) 設(shè)計(jì)與過(guò)去的膠帶和切割方法相比有了很大的進(jìn)步。先進(jìn)的功能使設(shè)計(jì)人員能夠使用 軟件輕松開(kāi)發(fā) FR-4 剛性 PCB。

柔性 PCB 和互連在今天很常見(jiàn)，通常用于將筆記本電腦“主板”等硬件連接到顯示屏或用于可折疊電子系統(tǒng)。?

近年來(lái)，出現(xiàn)了關(guān)于第三類電路板和電子設(shè)備的討論：可伸縮電子設(shè)備?？缮炜s電子產(chǎn)品正在研究領(lǐng)域興起，隨著可穿戴技術(shù)的普及，它們可能會(huì)在不久的將來(lái)成為商業(yè)產(chǎn)品。?

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可伸縮電子產(chǎn)品與柔性和剛?cè)峤Y(jié)合板的區(qū)別

傳統(tǒng) PCB 有多種變體，包括剛性-柔性設(shè)計(jì)，在剛性 PCB 元件和全柔性 PCB之間的柔性基板上加入互連銅，整個(gè)系統(tǒng)焊接在柔性基板上。?

IPC-6013D（2017版）是與柔性和剛?cè)峤Y(jié)合板性能相關(guān)的IPC標(biāo)準(zhǔn)。然而，與通常可在單軸上彎曲的柔性 PCB 不同，可拉伸電子產(chǎn)品是一種開(kāi)發(fā)中的設(shè)計(jì)類，可拉伸、可扭曲和可彎曲。?

信號(hào)互連、基板、傳感器電極，甚至儲(chǔ)能表面等結(jié)構(gòu)都可以通過(guò)不同程度的應(yīng)變進(jìn)行拉伸，但仍能保持其運(yùn)行特性。?

總的來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)這些屬性和它們可以應(yīng)用的具體應(yīng)用，需要克服各種挑戰(zhàn)。?

可伸縮電子產(chǎn)品的挑戰(zhàn)和潛在應(yīng)用

武漢大學(xué)于 2019 年發(fā)表的一篇綜合論文概述了可拉伸電子產(chǎn)品的制造材料、挑戰(zhàn)和進(jìn)展，以及該技術(shù)的各種潛在或正在進(jìn)行的應(yīng)用。

文章指出，有兩種主要方法可以實(shí)現(xiàn)彈性電子器件，其中一種是使用固有可拉伸材料，例如主要的聚（二甲基硅氧烷）(PDMS)。

實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性的一種方法是使用金屬納米線、碳納米材料和聚合物，它們以各種配置嵌入可拉伸材料中，包括“波浪結(jié)構(gòu)配置、島互連、分形設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)剪紙”。?

該論文還涵蓋了可拉伸電子產(chǎn)品的三個(gè)潛在領(lǐng)域：導(dǎo)體和電極、能量存儲(chǔ)以及晶體管和傳感器等可拉伸和自我修復(fù)的印刷電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

處于扭曲狀態(tài)（a）和分解圖（b）的柔性鋰離子電池裝置。

彈性皮膚電子產(chǎn)品使用導(dǎo)電納米膜?

最后，讓我們看看為“皮膚電子”設(shè)計(jì)的納米膜的開(kāi)發(fā)。?

來(lái)自首爾基礎(chǔ)科學(xué)研究所 (IBS) 的 Hyeon Taeghwan 教授和研究員 Kim Dae-Hyeong 開(kāi)發(fā)了一種制造新材料的方法，據(jù)說(shuō)這種材料可以達(dá)到一組具有挑戰(zhàn)性的性能標(biāo)準(zhǔn)。?

皮膚電子通常需要四個(gè)主要參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能：類金屬導(dǎo)電性、拉伸性、超薄性和易于圖案化。?

他們創(chuàng)造了“浮動(dòng)組裝”方法，該方法考慮了馬蘭戈尼效應(yīng)在滴下液體復(fù)合材料以擴(kuò)散納米材料時(shí)的優(yōu)勢(shì)。然后通過(guò)滴加表面活性劑來(lái)包裝這些材料。?

納米膜構(gòu)建的基本過(guò)程

據(jù)說(shuō)這種方法取得的關(guān)鍵成功包括 250 納米厚的超薄橡膠膜，拉伸系數(shù)為 10 倍。?

總體而言，該材料的可堆疊性和粘合特性可提供 100,000 S/cm 的電導(dǎo)率。該材料還可以允許使用光刻法進(jìn)行圖案化。?

可拉伸和柔性電子產(chǎn)品的世界不斷發(fā)展壯大，隨著材料的每一項(xiàng)新進(jìn)展都可以創(chuàng)造出更好的電子產(chǎn)品，看到這項(xiàng)技術(shù)的下一步發(fā)展方向?qū)⑹橇钊斯奈璧?，尤其是在研究領(lǐng)域之外。?

柔性 PCB 增加了巨大的功能，可拉伸電子產(chǎn)品，新的研究也證明了電子設(shè)計(jì)的可塑性。